AC-DC电源模块设计分析
发布时间:
2022-08-26 11:16
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AC-DC电源模块是指将交流电转换成直流电的转换器,接线方式分为半波和全波电路,按相数分为单相、三相和多相,功率流向可以是双向的。现在介绍85 ~ 265 VAC、50Hz输入的AC-DC电源模块的设计,将交流电转换成DC简单的方法是整流桥整流器。50Hz交流电经全波整流后转换成脉动DC电压,然后通过输入滤波电容得到DC。
1、整流桥的选择。整流桥的主要参数是反向峰值电压VRR、平均整流电流IF、正向压降VF、反向漏电流IRM和正向峰值浪涌电流IFSM。整流桥的反向击穿电压VRM应满足VRM。
2、输入滤波电容的选择。铝电解电容器的额定电压(1.3倍)作为电容器的浪涌电压,当工作电压高于160V时,额定工作电压50V作为浪涌电压,是厂家允许在短时间内承受此电压。电容器在浪涌电压时,电流大,时间长了会爆炸。因此,铝电容器应具有较高的额定电压,实际工作电压应为标准额定电压的70~80%。
3、电力变压器的设计。考虑到输出功率小和体积限制,选择体积小的铁氧体磁芯来完成功率转换。
4、输出整流和滤波。由于输出电压为DC 5V,需要将变压器变换的低压方波整流成DC,然后用铝电解电容储能滤波。整流器的工作频率等于功率开关管的开关频率,所以输出整流二极管应采用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管,输出整流二极管的标准电流值(IF)应该是输出DC电流额定值的三倍以上。整流用的铝电解交流电阻要低,电容器容量要大,否则无法滤除电流中的高频交流电,封装体积不能太大,如选用标准值为330F/10V的铝电解电容器。,需要在电源的输出端增加一个LC滤波单元,为了降低输出纹波L取10μH左右的Ф4*7的小工字电感,C取100μF/10V的铝电解电容。
5、控制反馈单元。反馈电路采用电压基准TL431和光电耦合器P521的组合作为基准、隔离和采样,它可以将输出电压的变化控制在1%以内。反馈电压由输出端采样,输出电压V0由分压电阻R63和R64采样,与TL431中的2.5V基准电压比较,输出误差电压。通过光电耦合器改变VIPer12A芯片控制端的电流IFB,然后通过改变PWM宽度来调节输出电压V0,使其保持不变。
AC-DC电源模块的设计不仅基于体积小、功耗低、重量轻、可靠、电磁兼容和高效率的特点,还要从电子设备的发展出发。
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